老化与低温耦合作用下沥青路用性能衰减效应研究

选用盘锦#90沥青和SBS改性沥青为研究对象。对沥青样本进行老化处理和相应的低温处理，测试沥青胶浆的低温弯曲极限破坏应变及低温弯曲极限破坏强度，采用弯曲梁流变试验测试沥青的蠕变劲度变化率，并采用沥青玻璃态转化温度解析老化与低温耦合作用下沥青及沥青胶浆性能衰减机理。研究结果表明:当老化与低温共同作用时，沥青及沥青胶浆的路用性能衰减程度显著，对其正常使用产生不利影响。在我国低温区进行沥青混合料设计时，应充分关注沥青的老化作用，并以此弱化老化与低温的耦合作用效应。     

胶粉细度及掺量对温拌改性沥青流变性能影响分析

为改善沥青的路用性能和发展绿色环保型路面材料,制备温拌胶粉改性沥青,应用动态剪切流变试验( DSR)和低温弯曲梁流变试验( BBR),全面系统研究胶粉细度及掺量对温拌改性沥青的高温流变性能和低温流变性能的影响规律。试验结果表明：温拌改性沥青的高温稳定性能随着胶粉细度的减小和胶粉掺量的增加而逐渐提高;沥青的低温流变性能随着胶粉细度的增大和胶粉掺量的增加而不断改善。     

粗集料接触参数对沥青混合料损伤演化的影响

为了揭示沥青混合料内部细观损伤对宏观性能的影响，基于DIC方法与四点弯曲疲劳试验，对不同粗集料接触状态的混合料细观损伤尺度效应进行研究。首先以颗粒堆积理论与粒子干涉理论为基础，提出可表征细观主骨架结构状态的颗粒接触主力链配位参数（n_pfc）计算方法。采用SAC设计方法，通过控制关键筛孔2.36~4.75 mm的分计筛余质量百分比，设计4组可反映不同粒径尺寸集料组合形式的SAC16级配（B60S00~B60S15），计算不同级配沥青混合料对应的npfc。其次，结合DIC方法与四点弯曲疲劳试验，分析疲劳荷载作用下沥青混合料小梁试件水平应变场演化特征，并提出混合料疲劳损伤因子定量分析方法。最后对不同粗集料接触参数的沥青混合料的细观损伤演化特征、疲劳损伤因子D_FD及表征宏观抗疲劳性能的K_m进行分析。研究结果表明：随着疲劳荷载作用次数的增加，4种不同n_pfc混合料的水平应变量逐渐增大，各D_FD也均显著增加；随着n_pfc的增大，D_FD明显减小，当n_pfc=7.73~9.55时，D_FD较小，混合料的疲劳细观尺度损伤叠加效应较小；同时，随着n_pfc增加，K_m呈先增大后略微减小的趋势；当n_pfc=7.73~9.55时，对应的宏观抗疲劳性能较好；因此，选取合理的n_pfc可优化沥青混合料内部主骨架细观结构状态，减少细观尺度损伤叠加效应影响，提高沥青混合料的宏观抗疲劳性能。     

紫外光老化下沥青胶浆材料性能评价研究

紫外光老化是我国西部地区各等级公路沥青路面老化形式之一,影响着沥青路面路用性能和使用寿命。沥青混凝土路面是由沥青胶浆和骨架结构的矿料组成,其中沥青胶浆的性能对沥青混合料耐久性起着决定性的作用。因此,研究了紫外光老化下沥青胶浆的流变性能,得出填料掺量对沥青胶浆紫外光老化程度影响较大;紫外光老化对沥青胶浆的抗疲劳性能影响最为显著;基质沥青胶浆粉胶比F/A为1.1~1.2,改性沥青胶浆粉胶比F/A为0.9~1.1,材料性能受紫外光影响程度最小。     

SBR胶粉温拌直投改性沥青及混合料的性能试验

SBR改性沥青具有良好的低温抗裂性能和高温稳定性,但过高的沥青混合料拌和温度容易导致SBR胶粉的老化和离析,降低其性能。文中在对SBR胶粉直投改性沥青性能测试的基础上,引入温拌技术对SBR改性沥青及混合料的性能进行改善。通过对SBR胶粉温拌直投改性沥青及其混合料的性能试验测试表明,室内直投方法制备的SBR改性沥青老化后的延度指标较差,但温拌后SBR改性沥青的各项性能指标得到显著提升,而且沥青混合料的各项指标均较为稳定,高低温性能改善明显,达到甚至好于SBS改性沥青。     

复合胶粉消石灰改性沥青混合料性能研究

首先制备了一种复合胶粉消石灰改性沥青胶浆A,探讨了沥青胶浆A的热稳定性,评价了掺有改性沥青胶浆A的沥青混合料的高低温性能以及水稳定性,并针对其动态模量进行了基于CAM模型的模拟研究。研究结果表明:以70号基质沥青、废胶粉、消石灰按3∶2∶5比例可制备得到改性沥青胶浆A,该沥青胶浆常温下为固态颗粒状。改性对混合料的低温性能以及抗水损害能力具有明显改善作用,而对于高温抗变形能力提升不明显。采用CAM对沥青混合料进行模拟可知,改性沥青胶浆A混合料的温度敏感性较好,高温性能拟合结果与试验结果相符。     

不同紫外光照时长对沥青胶浆流变性能的影响

通过针入度试验、低温延度试验、动态剪切流变试验和低温弯曲试验检测沥青与沥青胶浆老化前后的性能指标,分析不同紫外光照时长对沥青胶浆流变性能的影响。结果表明,随着紫外光老化时长的增加,沥青胶浆的复数剪切模量与车辙因子不断上升、相位角逐渐减少、老化指数不断增加、劲度模量越来越大、蠕变速率越来越小,沥青胶浆的粘性成分减少,高温稳定性得到改善而低温性能逐渐降低。     

老化公路SBS改性沥青多次再生的流变性能与耐久性研究

提取随岳高速公路废旧SBS改性沥青作为研究对象,采用0.8粉胶比并叠加9%再生剂配置沥青胶浆,利用旋转薄膜烘烤和PAV叠加仪对SBS改性沥青进行多次老化和再生。然后通过车辙因子G、劲度模数S和蠕变因子m对多次再生SBS改性沥青的流变性能和低温抗疲劳性能进行了回归分析和总结。研究发现:随着老化与再生次数增多,再生剂对于SBS改性沥青的再生效果逐渐变差,粘弹性逐渐降低;高温下多次再生沥青胶浆的车辙因子随着再生次数的增加呈现逐渐增强的趋势,并且三次老化>二次老化>一次老化>三次再生>二次再生>一次再生>原样;中温重复加载试验中二次老化与三次再生的衰减程度差别一般为2%~3%;低温下沥青胶浆的劲度模数与再生次数呈反向关系,多次再生后沥青胶浆的m值不具有明细的规律性,多次再生样品拥有更好抗低温性能,但是m值曲线与原装沥青胶浆的离散型偏大。     

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能，本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青，通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能，并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线，对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明：高温流变性能方面，老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA，当胶粉掺量超过40%以后，高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降，考虑高温性能，则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看，掺量在20%～40%之间时，胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面，随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果，得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果：20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性，在实际工程中较为推荐30%掺量和40%...     

改性沥青的动态流变特性

通过动态力学分析试验（ＤＭＡ），发现了沥青及改性沥青的低温开裂与基流变参数［Ｅ］、Ｅ＇、Ｅ″之间的定量关系以及Ｔｇ随温度的变化规律性，推导出改性沥青在动荷载下的流变方程，为沥青的改性提供了理论依据。     

橡胶颗粒沥青混合料老化后路用性能研究

为研究老化对橡胶颗粒沥青混合料路用性能的影响,对4种不同橡胶颗粒掺量的沥青混合料分别进行短期老化与长期老化路用性能试验,针对低温性能特别提出衰减率的评价指标。结果表明,橡胶颗粒沥青混合料老化后高温性能明显增强,低温抗裂性能出现突变点、水稳性能有所降低,综合老化前后性能对比研究得知该级配混合料橡胶颗粒最佳掺量为4％。     

低温地区橡胶热再生沥青混合料的参数优化及其工作性

为了优化低温地区橡胶热再生沥青混合料的制备参数,以河北张承高速某试验段为依托工程,以抗弯拉强度为评价指标,通过室内小梁弯曲试验,结合数理统计方法分析不同胶粉掺量、胶粉细度以及RAP料掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响权重及影响规律,并探讨混合料在研究区域的工作性能。研究结果表明,相同条件下AC13级配橡胶热再生沥青混合料的弯拉强度要优于AC16级配的混合料;对于AC13级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为20目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料弯拉强度相对最好。对于AC16级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为40目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料抗弯拉性能相对最好;随着胶粉掺量的增加,两种级配(AC13和AC16)所制备的橡胶热再生沥青混合料的抗弯拉强度均呈减小趋势,胶粉掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响最大,RAP掺量次之,胶粉细度量的影响最小。胶粉掺量对AC13级配的橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响效应要高于对AC16级配混合料的影响效应;当橡胶热再生沥青混合料的拌和温度在150~190℃之间变化时,其和易性随着拌和温度的增大而不断改善,当拌和温度相同时,AC13级配混合料的施工和易性要优于AC16级配的混合料;橡胶热再生沥青混合料在研究区域具有较好的适用性。     

盐冻融循环下添加剂对沥青流变性能的影响

为了研究盐冻融循环下添加剂对沥青流变性能的影响,采用木质素纤维、聚酯纤维、橡胶粉、PE、岩沥青、消石灰六6种添加剂制备沥青胶结料,对不同沥青胶结料分别进行动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及疲劳试验。结果表明:经过盐冻融循环作用,掺加添加剂的沥青抗车辙因子显著提高,从而改善了沥青的高温性能,其中PE、橡胶粉对其改善更为显著;木质素纤维、聚酯纤维明显降低了沥青的低温劲度模量,对沥青的低温抗开裂性能有较大改善;聚酯纤维改善沥青疲劳性能的效果最好,PE次之,其他几种添加剂对沥青的疲劳性能改善效果相对不明显。     

隔断层厚度对盐渍土路基边坡稳定性的影响研究

我国现阶段的公路建设里程不断增长,相较于常规平原地区,高寒区公路建设要克服盐渍土路基带来的各类不良影响。高寒地区常见的盐渍土体中富含盐分,容易出现盐分迁移和结晶的现象,从而导致路基边坡稳定状态发生变化。现有工程施工方案中常设置隔断层,但目前关于隔断层厚度对路基边坡稳定性产生影响方面的研究仍较为薄弱。通过设计多种厚度的级配砾石隔断层,利用有限元模拟软件,可模拟并对比各厚度级配砾石隔断层对路基边坡稳定性的影响结果。研究成果显示,相较于无级配砾石隔断层的盐渍土路基,设置隔断层的路基边坡稳定性有所降低,并随着隔断层厚度的增加下降;当级配砾石隔断层的厚度设置超过30cm后,模拟路基边坡的危险滑动面位置触及坡脚隔断层处,随后其厚度继续变大并不会对危险滑动面产生明显影响。     

胶粉应用于沥青改性技术的发展综述

橡胶沥青作为一种环保型路面材料，在过去几十年里已经得到了广泛的应用。为进一步推动、推广橡胶沥青及橡胶沥青混合料的应用，掌握其发展现状并梳理发展需求，系统汇总了胶粉应用于沥青改性技术中的指标要求、制备工艺、性能评价与工程难题。首先，回顾了国内外胶粉应用于沥青改性技术的发展历程，并对国内外相关技术规范中胶粉的相关物理技术指标要求进行了总结分析。其次，以1.0 mm为粒径界限，对比分析了胶粉在沥青和沥青混合料中的干法工艺和湿法工艺，揭示了胶粉在沥青中的改性机理，包括沥青胶体结构变化、胶粉颗粒体积溶胀、胶粉颗粒脱硫和降解。进而，围绕胶粉粒径、胶粉掺量等胶粉材料组成特点，总结归纳了其对沥青及沥青混合料路用性能的影响。最后，阐述了主要由胶粉和橡胶沥青自身物理性质所导致的工程应用中的常见难点问题及对应解决措施，包括高质量胶粉供应渠道与加工处理问题、橡胶沥青高温贮存稳定性差问题、橡胶沥青及其混合料高温拌合与施工及其能耗和排放问题等。     

废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究

通过对沥青基本性能和动态剪切流变性能的测试,分析研究了一种50目废轮胎胎面胶粉改性沥青的工艺参数和性能指标。研究表明,这种胶粉具有较好的高低温性能和高温存储稳定性,常规性能指标高于一些项目标准,路用性能等级能达到PG76。随着胶粉掺量的增加,沥青的软化点、延度、老化延度、弹性恢复、粘度、DSR值都呈上升变化趋势,此种胶粉掺量16%左右为宜;添加少量SBS的胶粉/SBS复合改性沥青较胶粉改性沥青具有更好的低温性能和高温抗车辙性能,老化后5℃的延度有明显的提高,路用性能等级能达到PG82。     

废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的实验研究与应用

为减轻废旧轮胎带来的污染问题和改善沥青混合料的路用性能，在室内进行了废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的试验研究。参照SMA混合料的级配，在集料中掺加1％～3％（占集料干重）的废旧橡胶颗粒，所得沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能均得到改善，水稳定性略有下降。试验路的监测结果表明，废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的路用性能优于普通AC路面。     

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明：SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4 000~5 000 r·min^-1;SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。